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《武汉理工大学》 2017年
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不连续路面标线调节跟车间距的行为机理

丁乃侃  
【摘要】:道路交通系统中的主导者驾驶员,主要通过利用道路环境中的视觉信息来实现安全行驶。驾驶员在获取和处理这些视觉信息的过程中,进行了大量的知觉行为,其中最基本的知觉行为包括位置感知、距离感知、速度感知和时间估计等。本文通过在不同道路条件、交通条件的多条高等级公路上开展一系列的路面标线视觉信息控制性试验,获取了自然跟车特征数据,分析发现不连续路面标线能对跟车间距进行调节的现象;通过引入时间频率、空间频率和跟车行为特征元素,识别了不连续路面标线的时间和空间信息特征;通过结构方程模型将复杂、难以定量的不连续路面标线视觉信息、驾驶员视觉信息感知与跟车行为进行了关联,解析了不连续路面标线的时空信息调节跟车间距的行为机理,揭示了源于不连续路面标线的视觉因子、驾驶员的视觉信息感知以及风险感知与跟车间距调节行为之间的定量交互因果关系;对比研究了不连续路面标线影响直线、曲线路段上的跟车间距调节行为的差异。本文的主要研究贡献为:(1)发现基础型路面标线可以增大试验路段的平均车头时距和车头间距,同时降低路段平均速度,且标线周期越小或时间频率([5Hz,14Hz]范围内)越大,则这种车距增大和速度降低效果越显著;(2)发现横向错位或纵向间断形式的路面标线可以引起高速动态环境下的“不连续效应”,并导致跟车车头时距的增大,且横向错位引起的车头间距增大效果更显著,而纵向间断产生的速度降低效果更显著;(3)发现路面标线铺设角度增大可以引起更显著的车距增大和速度降低效果,而这种产生这种效果的原因是,标线形成的佐尔拉错觉和直线透视作用改变了驾驶员的速度感知和距离感知;(4)设计出具有“逆向”直线透视信息的不连续路面标线,并发现其可以增大跟车间距,且这种路面标线在单位长度内布设越密集(即单个区间长度约小),则产生的“逆向”直线透视效果强度越大,引起的间距增大效果也越显著;(5)利用结构方程模型揭示了不连续路面标线的视觉因子、视觉感知变量、风险感知变量与跟车间距调节行为之间的交互因果关系,并确定了它们之间的影响大小:1)标线铺设角度、前车车型、时间频率以及碰撞指数对跟车车头间距调节的归一化影响系数分别为0.22、0.35、0.18和0.25,间断、错位、初始间距、时间频率和碰撞指数对跟车车头时距调节的归一化影响系数分别为0.24、0.23、0.13、0.24和0.16;2)相比于碰撞危险性感知,距离危险性感知可以使驾驶员产生更强烈的跟车安全性反馈,并最终引起更显著的车头间距增大效果;3)相比于以碰撞估计为主导的间接追尾风险感知,以感知距离因素为主导的直接追尾风险感知可以产生更显著的车头时距增大效果;(6)发现铺设不连续路面标线后,直线路段的跟车车头时距分布趋于集中,曲线路段上跟车车头时距得到显著的增大。(7)本研究通过优化设计路面视觉信息来减少道路跟车追尾事故发生,为提高道路交通安全水平提供了一种科学的新思路和低成本的新方法。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U491.25

【参考文献】
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